Pemahaman Konkrit Secara Teknikal Dengan Konsep Fakta, Formula Serta Piawaian

Pemahaman Konkrit Secara Teknikal Dari Sudut Fakta, Formula dan Piawaian

Konkrit adalah bahan binaan yang sangat penting dalam industri pembinaan. Sejak digunakan dalam pelbagai projek pembinaan besar, dari bangunan pencakar langit hingga jalan raya dan jambatan, konkrit telah terbukti menjadi bahan yang sangat kuat dan tahan lama. Artikel ini bertujuan untuk memberikan pemahaman yang mendalam mengenai konkrit secara teknikal, merangkumi piawaian MS EN 206:2016, JKR spec 20800 (section D) dan CIS21:2018 yang digunakan di Malaysia, serta konsep-konsep penting seperti fci, fcm, fck, standard deviation, dan nilai faktor 1.46.

1. Apa Itu Konkrit?

Konkrit adalah campuran bahan yang terdiri daripada simen, agregat halus dan kasar (seperti pasir dan batu), serta air. Kadangkala, bahan tambahan seperti plasticizer atau superplasticizer (nanti saya akan tulis perbezaan antara plasticizer dan superplasticizer) ditambah untuk meningkatkan prestasi konkrit. Proses pengadunan bahan-bahan ini menghasilkan campuran yang pada awalnya berbentuk cair, dan apabila dicurahkan ke dalam acuan, ia mengeras untuk membentuk bahan pepejal yang sangat kuat dan tahan lama. Proses pengerasan konkrit ini berlaku melalui reaksi kimia yang dikenali sebagai hidratasi simen.

2. Piawaian MS EN 206:2016 dan CIS21:2018

Piawaian MS EN 206:2016 adalah piawaian antarabangsa yang digunakan untuk reka bentuk dan pengeluaran konkrit, yang mengaturkan pelbagai aspek seperti pengendalian bahan, pemilihan komponen konkrit, serta ujian yang perlu dilakukan untuk memastikan kualiti konkrit. Di Malaysia, CIS21:2018 yang diterbitkan oleh CIDB (Construction Industry Development Board) memberikan garis panduan yang lebih terperinci mengenai penggunaan konkrit dalam pembinaan dan memastikan bahan-bahan yang digunakan memenuhi standard keselamatan dan ketahanan yang ditetapkan.

3. Seksyen D – Spesifikasi Konkrit JKR 20800

Seksyen D dokumen JKR 20800 menetapkan spesifikasi konkrit bagi kerja bangunan, termasuk keperluan bahan, kekuatan mampatan, kaedah bancuhan, pensampelan, ujian makmal dan kriteria pematuhan kekuatan konkrit. Ia memastikan kualiti dan ketahanan konkrit mengikut standard seperti MS 26 dan BS 1881, serta menetapkan prosedur untuk ujian kiub konkrit dan nisbah campuran preskripsi bagi mencapai kekuatan tertentu pada umur 28 hari.

4. Strength of Compression & ciri faktor fck, fcm, dan fci

Salah satu sifat utama konkrit adalah kekuatan Compression Strgnth. Compression Strgnth konkrit mengukur sejauh mana ia boleh menahan tekanan atau beban tanpa pecah. Compression Strgnth ini diuji pada umur 28 hari selepas konkrit dituangkan, kerana pada ketika itu, konkrit telah mencapai hampir keseluruhan kekuatan yang diingini.

4.1. fck - Strength of Characteristic Compression

fck adalah strength characterCharacteristic yang ditetapkan untuk konkrit. Ia merujuk kepada kekuatan mampatan yang diharapkan dicapai oleh 95% daripada sampel konkrit yang diuji. Sebagai contoh, konkrit C25/30 bermakna Characteristic fck adalah 28 N/mm² pada umur 28 hari.

4.2. fcm - Average of compressive strength

fcm adalah "average sustainable strength" yang diperoleh daripada beberapa ujian mampatan konkrit. Biasanya, nilai fcm lebih tinggi daripada fck kerana ia merangkumi purata hasil ujian compression daripada lebih daripada satu sampel. fcm digunakan untuk memastikan konsistensi kekuatan dalam pengeluaran konkrit dan memastikan ia melebihi nilai minimum yang diperlukan untuk projek pembinaan.

4.3. fci - Individual Compressive Strength

fci adalah kekuatan mampatan untuk setiap sampel konkrit individu. Kekuatan mampatan ini harus melebihi fck - 4 N/mm² untuk memenuhi kriteria kesesuaian dalam ujian. Kekuatan mampatan individu (fci) ini akan memberikan gambaran yang lebih tepat mengenai kekuatan sebenar konkrit yang dihasilkan di lapangan.

5. Standard Deviation (Sisihan Piawai) dalam Pengujian Konkrit

Standard deviation adalah ukuran statistik yang menunjukkan sejauh mana keputusan ujian mampatan menyimpang daripada nilai purata. Dalam konteks ujian kekuatan mampatan konkrit, standard deviation (SD) digunakan untuk menilai konsistensi dan keandalan kekuatan konkrit yang dihasilkan.

Formula standard deviation adalah seperti berikut:

    
σ = √(Σ (Xi - μ)² / N)

    

Di mana:

• σ = sisihan piawai
• Xi = setiap keputusan ujian mampatan
• μ = purata kekuatan mampatan
• N = bilangan sampel ujian

6. Faktor Nilai 1.46 Dalam Menentukan Strength Development

Faktor 1.46 digunakan dalam pengiraan untuk menilai kebolehpercayaan kekuatan mampatan konkrit dalam ujian yang lebih besar. Faktor ini digunakan untuk menentukan julat toleransi kekuatan mampatan dalam keadaan ujian yang lebih ekstrem atau apabila sampel yang diuji mempunyai pelbagai ciri. Dalam beberapa kes, faktor 1.46 digunakan untuk menyesuaikan nilai fcm dengan fck untuk menjamin bahawa 95% daripada konkrit yang diuji mencapai kekuatan yang diperlukan.

Dalam penilaian Compression Strength konkrit, Strength Characteristic (f_ck) berfungsi sebagai nilai ambang batas bawah dengan kebarangkalian kegagalan yang ditetapkan. Bagi memastikan sasaran f_ck tercapai dengan tahap kebolehpercayaan yang dikehendaki, kekuatan mampatan purata yang disasarkan (f_cm) perlu lebih tinggi.

Perbezaan antara f_cm dan f_ck ditentukan oleh kebolehubahan hasil ujian, yang diukur melalui sisihan piawai (s), dan faktor statistik (k) yang sesuai dengan tahap keyakinan dan jumlah data. Rumusan umumnya ialah:

f_cm = f_ck + k · s

Faktor statistik (k) memastikan bahawa kebarangkalian hasil ujian di bawah f_ck adalah selaras dengan had yang ditetapkan. Sementara itu, sisihan piawai (s) mencerminkan serakan data ujian.

Penggunaan faktor lain seperti 1.46 memerlukan pemahaman yang mendalam mengenai konteks dan definisinya dalam piawaian atau garis panduan yang berkuat kuasa, kerana pendekatan berasaskan statistik dengan k dan s merupakan kaedah yang lebih lazim dan mempunyai asas teori yang kukuh dalam kejuruteraan konkrit untuk mencapai kebolehpercayaan yang diinginkan.

Rumusan Kiraan

Untuk menentukan kekuatan mampatan purata sasaran (f_cm), digunakan rumus berikut:

f_cm = f_ck + k · s

• f_cm = Compression Strgnth purata sasaran (MPa)
• f_ck = Target Strength Characteristic konkrit (MPa)
• k = Faktor statistik (contoh: 1.65 untuk 95% keyakinan)
• s = standard deviation hasil ujian konkrit (MPa)

Contoh Pengiraan:

Jika:

• f_ck = 30 MPa
• k = 1.65
• s = 5 MPa

Maka:

f_cm = 30 + (1.65 × 5) = 38.25 MPa

Jadi, kekuatan mampatan purata sasaran konkrit yang perlu direka ialah 38.25 MPa bagi memastikan kekuatan karakteristik 30 MPa tercapai dengan kebolehpercayaan 95%.

7. Kajian Pada Pembinaan Jambatan Kampung Beng (Lenggong)

Untuk memahami lebih lanjut mengenai aplikasi konkrit dalam spek JKR 20800 Spesifikasi (Section D) dalam pembinaan, kita akan lihat kajian kes projek Pembinaan Jambatan Kampung Orang Asli Sungai Kenang, Pos Bawong Sg Siput. Projek ini melibatkan penggunaan konkrit dengan kelas kekuatan mampatan C32/40, di mana nilai fck adalah 53 N/mm² pada umur 28 hari. Keperluan kekuatan mampatan yang lebih tinggi adalah untuk menampung tekanan lalu lintas berat dan persekitaran yang berubah-ubah.

Dalam projek ini, ujian kekuatan mampatan dijalankan untuk memastikan bahawa konkrit yang digunakan memenuhi piawaian MS EN 206:2016 dan CIS21:2018. Keputusan ujian menunjukkan bahawa semua sampel konkrit melebihi fck dan menunjukkan sisihan piawai yang rendah, yang menandakan kualiti konkrit yang konsisten. Ini memastikan bahawa jambatan tersebut dapat menahan beban berat dan cuaca ekstrem selama bertahun-tahun.

8. Kesimpulan

Pemahaman teknikal mengenai konkrit adalah penting untuk memastikan kualiti dan ketahanan struktur pembinaan. Dengan mengikuti piawaian seperti MS EN 206:2016 dan CIS21:2018, serta mengaplikasikan konsep-konsep seperti fck, fcm, fci, dan standard deviation, kita dapat memastikan bahawa konkrit yang digunakan dalam pembinaan adalah berkualiti tinggi dan memenuhi keperluan projek. Selain itu, penggunaan faktor 1.46 memberikan keandalan yang lebih tinggi dalam penilaian kekuatan mampatan konkrit dalam situasi ekstrem. Pemahaman yang mendalam mengenai aspek-aspek teknikal ini adalah kunci untuk kejayaan dalam industri pembinaan.

Leave a Comment